有機(jī)肥在谷子生產(chǎn)中應(yīng)用研究

文峰金曉光白乙拉圖呼瑞梅黃前晶塔娜費(fèi)寧白峰李清泉

(1.內(nèi)蒙古通遼市農(nóng)牧科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 通遼 028015；2.中國(guó)科學(xué)院智能農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100039；3.通遼市庫(kù)倫旗農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全服務(wù)中心，內(nèi)蒙古 通遼 028200；4.通遼市農(nóng)業(yè)推廣中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

谷子(Setaria italica (L.)Beauv)耐旱耐瘠薄，是我國(guó)北方干旱省份的重要糧食作物，甚至是部分地區(qū)首要栽培作物[1]。通遼市屬春谷中熟區(qū)，氣候、地理?xiàng)l件獨(dú)特，晝夜溫差大，是良好的優(yōu)質(zhì)小米生產(chǎn)基地[2]，通遼市谷子種植面積33333.33hm2(2015—2021年)以上。而不施肥、過(guò)量施肥和重用化肥等施肥措施不僅使谷子低產(chǎn)，也造成耕地質(zhì)量下降。

谷子生產(chǎn)中，化肥的過(guò)量、不均衡使用是我國(guó)農(nóng)業(yè)的一個(gè)主要特點(diǎn)，由此不僅降低了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染，長(zhǎng)期過(guò)量而單純地施用化肥，會(huì)使土壤酸化或堿化[3]。有機(jī)肥可提高土壤培肥地力、土壤質(zhì)量，促進(jìn)土壤微生物繁殖，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供全面營(yíng)養(yǎng)，使農(nóng)作物生長(zhǎng)健壯[4]。有機(jī)肥雖然營(yíng)養(yǎng)元素全面，但作物需要的有效營(yíng)養(yǎng)成分(如N、P、K等)含量遠(yuǎn)低于化肥，而且有機(jī)肥在土壤中分解和被植物吸收過(guò)程較慢，很難滿足農(nóng)作物高產(chǎn)、高效的需要，必須與化肥配合施用[5]。

谷子施肥應(yīng)根據(jù)谷子生產(chǎn)特點(diǎn)，不同地區(qū)不同生產(chǎn)條件，研究制定不同的配方施肥技術(shù)，提高谷子產(chǎn)量與品質(zhì)[6]。根據(jù)谷子需肥規(guī)律和肥料特點(diǎn)有機(jī)肥合理替代化肥，可使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，也是食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在通遼市農(nóng)牧科學(xué)研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行。屬于中溫帶半干旱大陸性氣候，海拔165m，年平均降雨量300～450mm，≥10℃活動(dòng)積溫2000～3200℃，無(wú)霜期90～150d。

試驗(yàn)地前茬玉米，土壤類型白壤土，肥力中等以上。耕作層有機(jī)質(zhì)20.34g·kg-1，堿解氮65.5mg·kg-1，速效磷22.39mg·kg-1，速效鉀352.03mg·kg-1，耕作層土壤pH7.5。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

供試谷子品種“通谷1號(hào)”。試驗(yàn)使用肥料為有機(jī)肥(顆粒型有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)含量≥45%，N≥5%、P2O5≥5%、K2O≥5%，內(nèi)蒙古廣天生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn))、磷酸二銨(N≥18%、P2O5≥46%，云南云天化股份有限公司生產(chǎn))、尿素(N≥46%，河南普煤天慶煤化工有限責(zé)任公司)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)行長(zhǎng)8m、寬3m，6行區(qū)，密度4萬(wàn)株·667m-2。試驗(yàn)A組-單施有機(jī)肥、B組-種肥(有機(jī)肥)加追肥(化肥)、C組-種肥(有機(jī)肥摻混化肥)加追肥(化肥)，每組設(shè)3個(gè)不同施肥量，設(shè)2個(gè)對(duì)照，分別為空白對(duì)照(CK1)、常規(guī)施肥(CK2)，試驗(yàn)施肥方式及施肥量見(jiàn)表1。

表1 施肥方式及肥料用量

2.3 田間管理

播前整地，施入種肥，孕穗期結(jié)合中耕追肥。人工條播、間苗、除草，孕穗期灌溉1次，預(yù)防粟灰螟2次，其它管理方式與谷子生產(chǎn)相同。

2.4 測(cè)定項(xiàng)目

開花期調(diào)查記載葉片色，收獲前每小區(qū)取10株測(cè)定株高、主穗長(zhǎng)、穗粗、單穗重、穗粒重、千粒重等項(xiàng)目。收獲時(shí)去掉邊行及行頭，實(shí)收15m2測(cè)定小區(qū)產(chǎn)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行計(jì)算處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理對(duì)谷子生物學(xué)性狀的影響

從表2可知，抽穗期至開花期，空白對(duì)照葉片呈淡綠色，其余處理葉片綠色；各處理株高與空白對(duì)照比較均高，單施有機(jī)肥的A組處理與常規(guī)施肥比較低。各處理間相互比較，A組株高隨著有機(jī)肥施肥量的增加先增后減，B組和C組株高隨著有機(jī)肥施肥量的增加而下降；各處理穗長(zhǎng)與空白對(duì)照比較均長(zhǎng)，與常規(guī)施肥比較除C3處理外均短，相互比較差異??；各處理穗粗與空白對(duì)照比較均高，與常規(guī)施肥比較3個(gè)處理(B3、C2、C3)穗粗高，其它處理比常規(guī)施肥低；各處理穗重、穗粒重與空白對(duì)照比較均高，與常規(guī)施肥比較只有C2、C3處理穗粒重高；C3處理千粒重與CK1、CK2比較增加，其它處理千粒重?zé)o明顯規(guī)律。表明單施有機(jī)肥與常規(guī)施肥比較株高、穗長(zhǎng)、穗粗、穗重、穗粒重降低，證明有機(jī)肥肥效慢，無(wú)法滿足谷子各生長(zhǎng)階段養(yǎng)分需求；種肥(有機(jī)肥)加追肥(尿素)方式對(duì)穗的影響較大，這可能與追肥只補(bǔ)充N素有關(guān)，葉面追施N、P、K及微量元素可能效果不同；種肥(有機(jī)肥摻混磷酸二銨)加追肥(尿素)時(shí)農(nóng)藝性狀最佳。

表2 生物性狀調(diào)查

3.2 不同施肥處理對(duì)谷子產(chǎn)量性狀的影響

從表3可知，區(qū)組間F=0.575、F0.05=3.49，其FF0.01，說(shuō)明各處理間施肥效果達(dá)到極顯著水平，不同處理間肥效存在極顯著差異。

表3 試驗(yàn)產(chǎn)量方差分析

從表4可知，與空白對(duì)照比較C2和C3達(dá)到極顯著，C1、B1、B2、B3處理顯著。各處理與常規(guī)施肥比較不顯著，處理C3產(chǎn)量與常規(guī)施肥比較增產(chǎn)9.95%，與A1和A3處理比較達(dá)到極顯著水平，與A2和B3比較顯著。C2處理與常規(guī)施肥比較增產(chǎn)2.66%，與A1和A3處理比較顯著。

表4 不同處理對(duì)產(chǎn)量的影響及差異顯著性(SSR法)

C組2個(gè)處理與常規(guī)施肥比較增產(chǎn)。B組和A組處理與常規(guī)施肥比較減產(chǎn)，B組減產(chǎn)幅度3.69%～6.15%，A組減產(chǎn)幅度9.06%～14.35%。A組處理(單施有機(jī)肥)與空白對(duì)照比較增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為11.7%～18.59%。

種肥有機(jī)肥摻混化肥加追施尿素方式產(chǎn)量最高，最佳施肥模式為種肥(有機(jī)肥45kg·667m-2摻混磷酸二銨10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)。

3.3 不同施肥處理對(duì)谷子經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表5可知，A組-種肥施有機(jī)肥(有機(jī)生產(chǎn))時(shí)，A2處理(有機(jī)肥70kg·667m-2)總產(chǎn)出和純收入較高。B組-種肥(有機(jī)肥)加追肥(尿素)時(shí)，B1處理(種肥施有機(jī)肥50kg·667m-2加追肥施尿素10kg·667m-2)純收入和產(chǎn)投比最高。C組-種肥(有機(jī)肥摻混磷酸二銨)加追肥(尿素)時(shí)，C3處理的產(chǎn)量、總產(chǎn)出、純收入均超過(guò)常規(guī)施肥方式，產(chǎn)投比接近常規(guī)施肥方式。

表5 不同處理經(jīng)濟(jì)效益分析

種肥(有機(jī)肥45kg·667m-2摻混磷酸二銨10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)處理經(jīng)濟(jì)效益最佳。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

各處理當(dāng)中種肥(有機(jī)肥摻混磷酸二銨)加追肥(尿素)方式產(chǎn)量最高，與常規(guī)施肥方式比較增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為2.66%～9.95%。最佳施肥方式為種肥(有機(jī)肥45kg·667m-2摻混磷酸二銨10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)，其產(chǎn)量397.5kg·667m-2，與常規(guī)施肥比較增產(chǎn)9.95%，純收入比常規(guī)施肥多113.8元。

4.2 討論

單施有機(jī)肥時(shí)，施肥量超過(guò)70kg·667m-2后產(chǎn)量開始下降，說(shuō)明施有機(jī)肥雖然有利于保護(hù)環(huán)境、培肥地力、改善農(nóng)作物品質(zhì)，但存在增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益低的弱點(diǎn)。在施種肥時(shí)有機(jī)肥完全替代化肥加追施化肥時(shí)產(chǎn)量比單施有機(jī)肥高，但產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益與常規(guī)施肥比較低。在施種肥時(shí)有機(jī)肥替代部分化肥加追施化肥與常規(guī)施肥比較增產(chǎn)，且經(jīng)濟(jì)效益最高。

在種肥有機(jī)肥替代部分化肥時(shí)增產(chǎn)，但最高產(chǎn)量在有機(jī)肥施肥量最大時(shí)，說(shuō)明替代比例待于進(jìn)一步調(diào)整。同時(shí)本次試驗(yàn)重點(diǎn)研究種肥施肥方法及施肥量，但存在種肥施有機(jī)肥，葉面追施N、P、K及微量元素也有增產(chǎn)的可能。

有機(jī)肥對(duì)土壤改良、提高化肥肥效、提升小米品質(zhì)都有積極作用。李燕研究認(rèn)為，有機(jī)肥替代部分化肥可提高土壤有效磷和速效鉀含量[1]。馮守疆研究認(rèn)為，氮、磷、鉀與有機(jī)肥配施時(shí)蛋白質(zhì)含量提高2.8～6.1g·kg-1，粗淀粉含量提高15～49g·kg-1，粗脂肪含量提高6.5～9.2g·kg-1，賴氨酸含量提高0.7～1.6g·kg-1[2]。有機(jī)肥不僅能提高谷子產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益，也能改善土壤和提高小米品質(zhì)。有機(jī)肥替代化肥對(duì)谷子生產(chǎn)效益最大化的同時(shí)可兼顧改良土壤、食品安全和保護(hù)環(huán)境，有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。